국내 연구팀, '프테로신 D' 기억력 회복과 치매 억제 효과 확인

국내 연구팀이 신경세포를 직접 자극해 기억력을 회복시키는 신물질을 규명했다. 단순한 증상 완화가 아니라, 뇌세포 내 핵심 신호전달 경로(PKA–CREB)를 활성화해 알츠하이머병의 진행을 억제하고 인지 기능을 회복하는 효과를 입증해 주목받고 있다.

고려대학교 의과대학 박길홍 명예교수 공동연구팀(경기도경제과학진흥원 바이오센터, 서울아산병원, 충남대학교 신약전문대학원)은 식물 유래 성분인 ‘프테로신 D(Pterosin D)’가 뇌 속 신호전달 단백질(PKA 단백질 키나제 A)를 직접 자극해 인지기능 향상 및 알츠하이머 억제 효과를 유도한다는 연구 결과를 발표했다.

해당 연구는 국제 학술지 알츠하이머병 저널(Journal of Alzheimer’s Disease)에 ‘프테로신 D 활성화 단백질 키나제 A는 치매 유전자 실험쥐(5xFAD)의 알츠하이머병을 완화(Pterosin D-activated protein kinase A mitigates Alzheimer’s disease in 5xFAD mice)’라는 제목으로 6월 2일 게재됐다.

“PDE 우회, 뇌세포 직접 자극”…신개념 작용기전

기존 치매 치료제들은 아밀로이드 베타나 타우 단백질 제거에 초점을 맞췄으나, 이번 연구는 신경세포 자체의 활성을 회복시키는 전혀 다른 기전을 택했다. 연구팀은 프테로신 D가 세포 내 cAMP 농도를 변화시키지 않고도 PKA를 직접 자극해, 기억력 형성과 관련된 CREB 전사 인자를 활성화함으로써 뇌 기능을 개선한다고 밝혔다.

기존의 PDE 억제제 계열 약물은 세포 내 cAMP 농도를 높여 간접적으로 PKA 활성을 유도하는 방식이지만, 이 과정은 다양한 세포 경로에 영향을 미치므로 예상치 못한 부작용이 발생할 가능성이 있었다. 반면, 프테로신 D는 PKA 단백질에 직접 결합해 활성화하는 방식으로 작용해 더욱 정확하고 선택적인 신경세포 타깃 조절이 가능하다는 점에서 기존 약물과 차별화된다.

동물 모델 실험으로 시냅스 가소성·기억력 회복 확인

연구팀은 이번 실험에서 프테로신 D를 알츠하이머병 유전형 모델인 5xFAD 실험쥐에 경구 투여하고, 행동 분석과 조직 분석을 병행해 여러 긍정적인 효과를 확인했다.

Morris water maze(모리스 수중 미로) 실험에서 투여군 쥐가 대조군에 비해 공간 기억력과 학습능력이 유의미하게 향상된 결과를 보였다. 이는 인지 기능 개선을 반영하는 지표로 평가된다.

또한 뇌 해마 부위의 시냅스 전기 활동을 측정한 결과, 장기 시냅스 강화(Long-Term Potentiation, LTP) 현상이 증가하면서 시냅스 가소성이 회복된 것으로 나타났다. 이는 기억 형성과 저장에 핵심적인 뇌 기능의 회복을 의미한다.

아울러 신경세포 실험에서는 축삭 돌기(Neurite)의 성장과 신생 뉴런 형성 또한 활성화되는 등, 신경세포의 재생과 회복 기전이 함께 유도되고 있음이 확인됐다.

연구팀은 “프테로신 D는 단순한 인지 증상 개선에 그치지 않고, 병리적 신경 퇴행을 억제하며 시냅스 기능을 회복시키고, 새로운 뉴런의 생성을 촉진하는 등 전반적인 인지 기능 회복 기전을 포괄적으로 갖추고 있다”고 평가했다.

이번 연구는 신경가소성과 뉴런 회복을 동시에 겨냥하는 다중기전 신약 후보 발굴의 전형적인 사례로 평가된다. 박길홍 고려대학교 의과대학 명예교수는 “프테로신 D는 알츠하이머병의 핵심 원인을 직접 표적으로 삼아 인지기능과 기억력을 회복시키고 신경세포를 재생하는 효능을 보여줬다”며, “이번 발견은 치매를 호전시킬 수 있는 새로운 치료 전략을 제시한 것으로, 향후 임상 연구로 이어질 중요한 기반이 될 것”이라고 말했다.

논문

Kim HN, Jang WH, Kang NS, Kim S, Choi KE, Balupuri A, Hong SS, Choi YH, Lee EJ, Choi L, Koh JY, Park GH. Pterosin D-activated protein kinase A mitigates Alzheimer's disease in 5xFAD mice. J Alzheimers Dis. 2025 Jun 2:13872877251344627. doi: 10.1177/13872877251344627. Epub ahead of print. PMID: 40452366.